王銀海 孫燕斌 余方能 周宏亮 張洪

摘? 要：隨著我國生活水平的提升，人們在家里養(yǎng)寵物的也越來越多，但是由于平時工作繁忙，沒有時間照顧寵物，養(yǎng)魚就成了他們最好的選擇。本項目提出了一種基于AT89C51的家庭智能暗箱魚缸生態(tài)系統(tǒng)。該系統(tǒng)溫控系統(tǒng)、換水系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)、喂食系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、暗箱和切換系統(tǒng)控制系統(tǒng)共六個系統(tǒng)。在自動控制下，魚缸按照設(shè)定好的程序工作，也可以關(guān)閉自動控制，同時有一個隱蔽的暗箱功能，長按切換鍵切換。

引言：新時代智能進化，智能智造，智能智付，智能平臺將會成為智能時代的四架馬車，全面拉動中國產(chǎn)業(yè)化和經(jīng)濟發(fā)展的新動能。隨著智能時代的來臨，人們的生活質(zhì)量得到了不可估量的提高。就智能手機、智能家居、共享單車等新時代產(chǎn)品給人們的工作聯(lián)系，居家生活以及日常出行都帶來了極大的便捷。隨著人們生活質(zhì)量的日漸提高，很多的人都會在家養(yǎng)一些魚來給自己的工作之余帶來一定的觀賞價值。

但是我們隨著對市場的不斷了解，現(xiàn)在人們所購買的普通魚缸都差不多只是一個玻璃鋼帶有氧氣泵和燈等器件，不具備智能性。這樣的魚缸會給人們在進行日常換取水以及投喂食物等方面帶來很大的麻煩，尤其是那種規(guī)格稍微大一點的魚缸。再一個就是人們在疲勞的工作之后都會相對比較勞累，可能會有很多養(yǎng)戶選擇了偷懶，從而導致魚兒的生存環(huán)境得不到相應的保障。所以我們經(jīng)市場調(diào)研與大規(guī)模的問卷調(diào)查，根據(jù)需求進行設(shè)計和開發(fā)，形成了一套基于51單片機的智能魚缸。它的亮點主力于智能溫控系統(tǒng)、水位檢測設(shè)計系統(tǒng)、智能換水系統(tǒng)、智能供氧系統(tǒng)、智能喂食系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)以及暗箱系統(tǒng)。這一套綜合性的系統(tǒng)完全可以在解決的人力操作之于給魚兒提供更加適合生長的優(yōu)質(zhì)環(huán)境。在基于普通魚缸的基礎(chǔ)同時又跟上了智能時代的發(fā)展。

一、系統(tǒng)硬件設(shè)計：

本設(shè)計采用AT89C51單片機最小系統(tǒng)，連接到設(shè)置初始系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、水位檢量系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)、喂食系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、暗箱和切換系統(tǒng)控制系統(tǒng)。使用的主控芯片為HT66F70A，溫度傳感器為DS18B20，水位傳感器為LC-SW1型，顯示系統(tǒng)采用的是LCD1602液晶顯示，壓力傳感器為SYP系列，WIFI模塊。

設(shè)置初始系統(tǒng)：通過我們自己給魚缸設(shè)定喂食間隔時間、換水間隔時間、增氧間隔時間和溫度的設(shè)置，根據(jù)設(shè)置的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)自動喂食、自動換水、自動供氧以及自動調(diào)控溫度。

溫控系統(tǒng)：通過DS18B20溫度傳感器對魚缸水溫進行實時檢測;根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)與設(shè)置的溫度值相比較，當溫度低于設(shè)置溫度值時，單片機對魚缸進行緩慢加熱達到指定溫度值。當溫度高于設(shè)置溫度值5度時，啟動自動換水程序，給魚缸換水，以達到降溫目的。

水位檢量系統(tǒng)：使用LC-SW1型水位傳感器，對魚缸水位高度進行測量;低于設(shè)定水位進水，高于設(shè)定

值放水。通過液位開關(guān)控制水進出，安裝在魚缸的高水位檢測點和低水位檢測點。在魚缸內(nèi)水位沒有達到下限時，低水位點傳感器輸出高電平信號，水位達到下限時輸出低電平，高水位檢測原理相同。通過LC-SW1型水位傳感器可以控制換水系統(tǒng)，當達到設(shè)定的換水時間時或者要換水時，系統(tǒng)自動換水程序啟動，打開放水閥門A。當檢測到達指定下限水位時，水閥門A關(guān)閉，打開進水閥門B當檢測到水位到達設(shè)置值時，水閥門B關(guān)閉。

供養(yǎng)系統(tǒng)：設(shè)定供養(yǎng)時間，當達到設(shè)定時間或按下“供氧”鍵，系統(tǒng)啟動供氧程序，控制增氧泵進行增氧。

喂食系統(tǒng)：通過設(shè)定喂食時間和SYP壓力傳感器檢測投放的食量，當?shù)竭_了喂食時間，系統(tǒng)將自動把存放在“糧倉”的食物通過閥門C進入有壓力傳感器的“臨時倉庫”，若“臨時倉庫”的重量達到設(shè)定喂食量，閥門C關(guān)閉，閥門D打開，直到“臨時倉庫”里的重量為零后，閥門D關(guān)閉。如果“糧倉”的重量低于設(shè)定值后，蜂鳴報警器響起一段時間，LED一直亮起，提醒該加食物到“糧倉”了。

顯示系統(tǒng)：通過LCD1602液晶顯示屏時刻顯示魚缸的溫度、水位、含氧量、喂食時間，換水時間等數(shù)據(jù)。還使用LED 燈和蜂鳴器來實現(xiàn)警告提醒。

暗箱系統(tǒng)：若我們長按換水鍵會進入密碼鎖程序，我們按照正確順序按幾個按鈕后，暗箱的門會打開，當連續(xù)輸錯三次時，會自動鎖住。

二、系統(tǒng)軟件設(shè)計：

本產(chǎn)品的軟件部分是由單片機控制各端口的主程序以及基于ONENET平臺的聯(lián)網(wǎng)控制組成的。產(chǎn)品通電后，先對單片機芯片進行初始化，顯示初始化，按鍵初始化，中斷初始化。再對各端口進行預處理，對各環(huán)境的因素采樣，當按鍵中斷來的時候，就執(zhí)行按鍵中斷的內(nèi)容。

ONENET平臺的設(shè)計，打開手機軟件后可以根據(jù)單片機采集到溫度，喂食時間，換水時間，增氧狀況，來顯示實時的魚缸狀態(tài)和暗箱打開時間。同時，用戶可以用軟件對魚缸的時鐘模塊，溫度模塊，喂食模塊增氧模塊，換水模塊進行初始化設(shè)置，根據(jù)自己所想養(yǎng)的魚來進行不太的初始化設(shè)置，再通過ONENET平臺傳輸?shù)絾纹瑱C芯片中，單片機芯片根據(jù)軟件設(shè)置的初始化來控制各個端口的情況，最終實現(xiàn)智能化的設(shè)置。

三、結(jié)語

本文主要是對此基于51單片機的新型智能魚缸進行了一系列研究，從而從更大的程度上去節(jié)省人們的供養(yǎng)時間，以此使得人們可以將更多的時間投入到工作與學習之中，另外一個高顏值、高質(zhì)量的新式智能魚缸也不會讓人們造成審美疲勞。

該智能魚缸的主要特色是集合于智能溫控系統(tǒng)、水位檢測設(shè)計系統(tǒng)、智能換水系統(tǒng)、智能供氧系統(tǒng)、智能喂食系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)以及暗箱系統(tǒng)于一體，在適應發(fā)展的同時并跟隨著時代的進步。

該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，價格實惠，性價比高，作為新時代的產(chǎn)物深受人們的肯定與認可。可用于市場的大規(guī)模推廣，另外我們也會進行對各個系統(tǒng)的實時更新。從而完善一套更加貼合于魚兒生存與娛樂的全套智能魚缸系統(tǒng)。

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